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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Binden von aufeinander
gestapelten Flachteilen, insbesondere Papierbögen, mit Hilfe einer
Drahtwendel, mit einer Einrichtung zum Einziehen der Drahtwendeln in in
Randabschnitten der Flachteile ausgebildete Perforationen und einer
Führungseinrichtung zur Führung der Drahtwendel in Längsrichtung
während des Einziehens in die Perforationen.
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Eine solche Vorrichtung ist gewöhnlich Teil einer halbautomatisch
oder vollautomatisch arbeitenden Anlage zur Herstellung von
Papierblöcken, die mittels Drahtwendeln zusammen gehalten werden. In derartige
Anlagen werden aus einer Papierbahn Papierbögen durch Schneiden
hergestellt, wobei während dieses Arbeitsschrittes die Papierbögen
gleichzeitig in einem Randabschnitt mit Hilfe einer Stanzvorrichtung
perforiert und gegebenenfalls in einem Druckwerk bedruckt werden.
Anschließend werden diese Papierbögen überlappt und zu Blöcken mit
einer definierten Anzahl von Papierbögen gesammelt. Dabei werden die
Papierbögen so gestapelt, daß die perforierten Randabschnitte zueinander
ausgerichtet sind. Letzteres ist wichtig, um zum Binden der Papierblöcke in
der nachfolgenden Bindevorrichtung die Drahtwendel durch die
Perforationen sämtlicher Papierbögen hindurch einziehen zu können.
Nachdem die Drahtwendel vollständig in die Perforationen eingebracht
worden ist, wird sie unter Umbiegen ihrer Enden abgeschnitten.
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In der Bindevorrichtung wird die Drahtwendel, die bereits in
zylindrischer Form vorgefertigt ist, unter Ausführung einer
Schraubbewegung nacheinander in die Perforationen eingebracht. Hierzu wird die
Drahtwendel um ihre Längsachse gedreht und gleichzeitig einer
Vorschubbewegung entsprechend ihrer Steigung unterworfen. Dabei ist es
wichtig, daß die Drahtwendel im wesentlichen ihre zylindrische Form
behält, also weder an ihrem vorlaufenden Ende ansteigt (was regelmäßig
dann der Fall ist, wenn die Steigung zu kurz ist) noch in ihrer Mitte Bäuche
bildet (was regelmäßig dann der Fall ist, wenn die Steigung zu groß ist).
Deshalb muss gewährleistet sein, daß die Drahtwendel von der
Führungseinrichtung der Bindevorrichtung während des Einziehens in die
Perforationen sicher und zuverlässig in Längsrichtung geführt wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine sichere Führung der
Drahtwendel durch die Führungseinrichtung während des gesamten
Einziehens in die Perforationen gewährleistet bleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer
Vorrichtung der eingangs genannten Art die Führungseinrichtung
Magnetmittel aufweist.
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Die erfindungsgemäß vorgesehenen Magnetmittel gewährleisten eine
sichere Führung der Drahtwendel durch die Führungseinrichtung. Denn die
Magnetmittel verhindern, daß durch Steigungsschwankungen die
Drahtwendel von der Führungseinrichtung abhebt, also sich während des
Einziehens in die Perforationen in unerwünschter Weise von der
Führungseinrichtung entfernt. Durch die magnetische Wirkung der
erfindungsgemäß vorgesehenen Magnetmittel wird die Drahtwendel in der
Führungseinrichtung zwangsweise auf der gewünschten Position gehalten,
dadurch genau geführt und findet somit leichter durch die Perforationen.
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Demnach wird mit Hilfe der Erfindung auf einfache, jedoch geschickte
Weise eine sichere Führung der Drahtwendel und somit ein zuverlässiges
Einziehen der Drahtwendel in die Perforationen realisiert. An dieser Stelle
sei der guten Vollständigkeit halber noch darauf hingewiesen, daß die
Erfindung ihre vorteilhaften Wirkungen selbstverständlich nur bei
Drahtwendeln entfaltet, die aus magnetischem Material hergestellt sind.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindungen sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Gewöhnlich bietet die Führungseinrichtung eine Auflage, auf der die
Drahtwendel aufliegt und während ihrer Vorschubbewegung durch die
magnetische Wirkung der Magnetmittel gehalten wird.
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Beispielsweise kann die Führungseinrichtung eine wannenförmige
Auflage mit einem konkaven Querschnitt quer zur Bewegungsrichtung der
Drahtwendel aufweisen, auf welcher die Drahtwendel in Längsrichtung
entlang gleitet.
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Eine gegenwärtig besonders bevorzugte alternative Ausführung, bei
welcher die Führungseinrichtung mindestens eine rotierende Walze
aufweist, entlang derer die Drahtwendel geführt wird, zeichnet sich dadurch
aus, daß die Walze die Magnetmittel aufweist. Bei einer Weiterbildung
dieser bevorzugten Ausführung sind zwei parallel zueinander angeordnete,
gleichsinnig und mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit rotierende Walzen
vorgesehen, deren Abstand voneinander geringer als die Breite bzw. der
Durchmesser der Drahtwendel ist, wobei mindestens eine der beiden
Walzen die Magnetmittel aufweist, vorzugsweise jedoch beide Walzen mit
Magnetmitteln versehen sind. Der Vorteil der an sich bekannten Anordnung
von Walzen besteht darin, daß die rotierenden Walzen, auf denen die
Drahtwendel aufliegt, die Rotation der Drahtwendel während des
Einziehens in die Perforationen unterstützen, wobei die
Umfangsgeschwindigkeit der Walzen der Umfangsgeschwindigkeit der Drahtwendel
entsprechend angepasst werden kann. Dadurch, daß mindestens eine
Walze die erfindungsgemäße Magnetmittel auf weist, wird verhindert, daß
durch Steigungsschwankungen die Drahtwendel von den Walzen abhebt,
sondern vielmehr gewährleistet die magnetische Wirkung der
erfindungsgemäßen Magnetmittel, daß die Drahtwendel in berührender Anlage an
den Walzen bleibt und somit auf ihrer gewünschten Position gehalten wird.
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Gewöhnlich weist die Einrichtung zum Einziehender Drahtwendel in
die Perforationen ein rotierendes uhd gleichzeitig in Längsrichtung eine
Vorschubbewegung ausführendes Halteorgan, vorzugsweise einen
Wickeldorn, zur Befestigung des hinteren Endabschnittes der Drahtwendel
auf. Dabei sollte die Rotationsgeschwindigkeit des Halteorgans so
eingestellt sein, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Walze(n) ein wenig
größer als die der Drahtwendel ist. Dadurch kann ein Vorzug eingestellt
werden, der die Drahtwendel ein wenig spannt und im Durchmesser kleiner
werden läßt. Auf diese Weise ist es möglich, die Steigung an die
vorhandene Teilung der Perforationen exakt anzupassen. Ferner wird
durch diese Maßnahme dem nachteiligen Umstand entgegengewirkt, daß
die Masse des bereits eingezogenen Drahtwendelabschnittes das
Einziehen der nachfolgenden Drahtwendelabschnitte und somit die Bildung
der gesamten Drahtwendel immer stärker behindert, da die Drahtwendel
bereits am Halteorgan dazu neigt, Reibung zu verlieren, wobei außerdem
noch auftretende Fliehkräfte diese nachteilige Wirkung unterstützen.
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Für eine besonders effektive Ausnutzung der Magnetkräfte sollten die
Magnetmittel eine Mehrzahl von Magneten aufweisen, die im Wesentlichen
in mindestens einer Reihe in Bewegungsrichtung der Drahtwendel
hintereinander angeordnet sind, wobei sich von jeweils zwei benachbarten
Magneten deren gleichartige Pole gegenüberliegen.
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Zweckmäßigerweise sollten die Magnetmittel innerhalb der
Führungseinrichtung angeordnet und die Oberfläche der
Führungseinrichtung zumindest teilweise von einem antimagnetischen Werkstoff
gebildet sein.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1a und b schematisch eine Seitenansicht eines
Ausführungsbeispiels einer Anlage zur Herstellung von mittels
Drahtwendeln zusammengehaltenen Blöcken aus
Papierbogen;
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Fig. 2a und b schematisch eine Draufsicht auf die Anlagen gemäß
Fig. 1a und b;
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Fig. 3 eine Stirnansicht auf einen wesentlichen Teil einer in
der Anlage gemäß Fig. 1 und 2 enthaltenen
Drahtwendel-Einziehvorrichtung;
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Fig. 4 in perspektivischer Einzeldarstellung eine in der
Drahtwendel-Einziehvorrichtung von Fig. 3 enthaltene
Anordnung aus einem Führungswalzenpaar und einem
Wickeldorn mit darauf aufgesteckter Drahtwendel;
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Fig. 5a und b beispielhaft schematisch zwei unerwünschte Zustände
der Drahtwendel;
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Fig. 6 schematisch einen Querschnitt durch die eine Hälfte
des Führungswalzenpaares der Drahtwendel-
Einziehvorrichtung; und
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Fig. 7 eine Teilansicht der Anordnung aus Wickeldorn mit
darauf befestigter Drahtwendel und einer alternativen
Ausführung der Führungswalze.
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Zum allgemeinen Verständnis ist in den Fig. 1 und 2 schematisch
eine Anlage zur Herstellung von mittels Drahtwendeln
zusammengehaltenen Blöcken aus Papierbogen in einer beispielhaften Ausführung
dargestellt.
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Die Anlage gemäß den Fig. 1 und 2 weist einen ersten, geradlinig
verlaufenden Förder- und Bearbeitungsabschnitt 1 und einen zweiten,
gekrümmt verlaufenden Förder- und Bearbeitungsabschnitt 2 auf. Der
Förderabschnitt 1 besteht aus einer Aufgabestation 3 mit einem Anschlag
4, an den Stapel 6 aus Papierbogen 7 mehrfacher Nutzenbreite von Hand
angelegt werden. Zum Abfördern der Stapel 6 ist ein taktweise antreibbarer
Förderer 8 mit Mitnehmern 9 vorgesehen, von dem aufeinanderfolgend die
Stapel 6 zu einer Teilvorrichtung 11 förderbar sind. In der Teilvorrichtung
11 werden die Stapel 6 mit Hilfe einer Zange 12 in Teilstapel unterteilt, die
zwischen zwei Förderbändern 13 und 14 zu einer Stanzvorrichtung 16
gefördert werden. Die Stanzvorrichtung 16 ist quer zur Förderrichtung der
Stapel 6 angeordnet und wirkt derart mit einem steuerbaren Anschlag 17
zwischen nachfolgenden Förderbändern 18 und 19 zusammen, daß die
Teilstapel im Bereich ihrer rückwärtigen Kante 21 mit einer Lochreihe 22
versehen werden. Von den Förderbändern 18 und 19 werden die mit einer
Lochreihe 22 versehenen Teilstapel zu einer Sammelvorrichtung 23
gefördert, in der die Teilstapel wieder zu einem Stapel 6 angesammelt
werden. Zum Abfördern aus der Sammelvorrichtung 23 dient eine
steuerbare Zange 24, die die Stapel 6 soweit aus der Sammelvorrichtung
23 herauszieht, daß sie anschließend von einem taktweise angetriebenen
Förderer bzw. von dessen Mitnehmern 26 erfaßt werden. Es folgt eine
Schneidevorrichtung 27 mit in Förderrichtung angeordneten Messern 28,
die die Stapel 6 mehrfacher Nutzenbreite in Blöcke 29 unterteilen. Die
Blöcke 29 werden von den Mitnehmern 26 in Aufnahmen eines
intermittierend antreibbaren Revolvers 32 mit quer zur Förderbahn 1, 2
verlaufender Drehachse 35 geschoben.
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Wie aus Fig. 1b zu erkennen ist, sind um den Umfang des
Revolvers 32 verteilt folgende Vorrichtungen angeordnet: Erste und zweite
Ausrichtvorrichtungen 33 und 34, eine Drahtwendel-Einziehvorrichtung 36und eine Schneidevorrichtung 37. Der Revolver 32 selbst weist Aufnahmen
38 für jeweils eine Reihe von Blöcken 29 auf. Die Aufnahmen 38 werden im
wesentlichen von zwei in den Figuren nicht dargestellten Haltebacken
gebildet, die über ein in den Figuren nicht dargestelltes Steuermittel in
Form jeweils eines von einer nicht gezeigten, dem Revolver 32
zugeordneten Steuerkurve betätigbaren, ebenfalls in den Figuren nicht
dargestellten Hebelgestänges geöffnet und geschlossen werden. Ein
solches Öffnen und Schließen der Haltebacken 39 findet für die
Übernahme einer Reihe von Blöcken 29 von dem Förderabschnitt 1, sowie
im Bereich der ersten und zweiten Ausrichtvorrichtungen 33 und 34 statt.
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Einzelheiten der Drahtwendel-Einziehvorrichtung 36 und einer
Erläuterung ihrer Konstruktion und Funktion werden im folgenden anhand
der Fig. 3 bis 7 gegeben.
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In Fig. 3 ist ein wesentlicher Teil der
Drahtwendel-Einziehvorrichtung 36 dargestellt. Allerdings ist in Fig. 3 die Drahtwendel-
Einziehvorrichtung 36 aus Gründen der Übersichtlichkeit in einer anderen
Ausrichtung als in Fig. 1b gezeigt, was hinsichtlich der nachfolgend im
einzelnen beschriebenen Funktion aber keinen Unterschied macht.
Vielmehr kann die in Fig. 1b nur als Block gezeigte Drahtwendel-
Einziehvorrichtung 36 anstelle cier dort dargestellten Anordnung auch an
einer anderen Stelle unterhalb der Drehachse 35 des Revolvers 32
positioniert werden, um die in Fig. 3 gezeigte Ausrichtung zu erhalten. Die
Drahtwendel-Einziehvorrichtung 36 weist einen an sich bekannten
Drahtwendelbildner 40 auf, der zu einer Stirnseite der Blöcke 29
angeordnet ist. Der Drahtwendelbildner 40 weist ein Paar von
Führungswalzen 42, 43 zur Aufnahme und Führung einer Drahtwendel 44
auf, die in eine im Einzelnen nicht dargestellte Lochreihe des Papierblockes
29 eingezogen wird. Die beiden Führungswalzen 42, 43 sind parallel
zueinander angeordnet, wobei deren Abstand voneinander kleiner als die
Breite bzw. der Durchmesser der zu verarbeitenden Drahtwendel 44 ist.
Gewöhnlich sind die Führungswalzen 42, 43 mindestens so lang wie die
mit der Drahtwendel 44 zu bindende Stirnseite des Papierblockes 29.
Ferner besitzen im dargestellten Ausführungsbeispiel beide
Führungswalzen 42, 43 den gleichen Durchmesser.
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Beide Führungswalzen 42, 43 werden in gleicher Richtung mit
gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, und zwar über einen
Endlosriemen 46, mit dem sich die Führungswalzen 42, 43 in berührendem
Eingriff befinden, wie Fig. 3 erkennen läßt. Um den Endlosriemen 46
gegen die Führungswalzen 42, 43 zu drücken, sind zwei weitere
Umlenkwalzen 48, 49 vorgesehen, die koaxial und meinem Abstand zu
den Führungswalzen 42, 43 angeordnet sind. Angetrieben wird der
Endlosriemen 46 von einem nicht dargestellten Antriebsmotor.
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Wie Fig. 3 erkennen läßt, ist der Drahtwendelbildner 40 auf einem
Support 50 angeordnet. Ferner weist die Drahtwendel-Einziehvorrichtung
36 zwei Haltebacken 52, 53 auf, die während des Einziehens der
Drahtwendel 44 den Papierblock 29 zwischen sich einklemmen und somit
halten. Diese Haltebacken 52, 53 sind an Schwenkarmen 54, 55 befestigt.
Durch eine nicht näher dargestellte Antriebsmechanik lassen sich die
Schwenkarme 54 und 55 auseinander schwenken, wobei gleichzeitig der
Support 50 zurückgezogen wird. Auf diese Weise läßt sich die
Drahtwendel-Einziehvorrichtung 36 öffnen, so daß in ihrem geöffneten
Zustand eine Blockreihe in eine Aufnahme 38 (vgl. Fig. 1b) in die Position
vor die Drahtwendel-Einziehvorrichtung 36 gebracht werden kann.
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In Fig. 4 sind in einer perspektivischen Einzeldarstellung die beiden
Führungswalzen 42, 43 mit der darauf liegenden Drahtwendel 44 gezeigt.
Die Drahtwendel-Einziehvorrichtung 36 weist ferner einen Wickeldorn 56
auf, der in Fig. 4 ebenfalls dargestellt ist. Dieser Wickeldorn 56 hat eine
im wesentlichen zylindrische Form und wird von einer in den Figuren nicht
dargestellten Antriebsvorrichtung sowohl um seine Längsachse gedreht als
auch in Richtung seiner Längsachse bewegt. Der Wickeldorn 56 besitzt
einen solchen Durchmesser, daß die Drahtwendel 44 mit ihrem
nachlaufenden hinteren Ende auf den Wickeldorn 56 aufgesteckt werden
kann und auf diesem mittel Reitschluß drehfest fixiert ist.
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Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist der Wickeldorn achsparallel zu den
Führungswalzen 42, 43 angeordnet und gegenüber diesen so ausgerichtet,
daß die daran fixierte Drahtwendel 44 auf dem Umfang der
Führungswalzen 42, 43 zu liegen kommt. In Abhängigkeit von der Steigung
der verwendeten Drahtwendel 44 wird die Drehgeschwindigkeit und die
Vorschubgeschwindigkeit des Wickeldorns 56 entsprechend eingestellt,
während die Drahtwendel 44 in die Lochreihe des Papierblockes 29
eingezogen wird. Dabei folgt die Drahtwendel 44 einer Schraubbewegung,
so daß sie nach Art einer Schraube nacheinander in die Löcher der
Lochreihe des Papierblockes 29 eingedreht wird.
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Während des Einziehvorganges rotieren ebenfalls die
Führungswalzen 42, 43, wobei deren Drehgeschwindigkeit der
Umfangsgeschwindigkeit der Drahtwendel 44 entsprechend angepaßt wird.
Durch die Unterstützung der rotierenden Führungswalzen 42, 43, auf der in
Längsrichtung die Drahtwendel 44 entlang gleitet, kann nun ein Vorzug
eingestellt werden, indem die Umfangsgeschwindigkeit der
Führungswalzen 42, 43 ein wenig höher ist als die
Umfangsgeschwindigkeit der Drahtwendel 44. Dies hat zur Folge, daß der
Durchmesser der Drahtwendel 44 ein wenig reduziert wird. Mit dieser
Maßnahme kann die Steigung der verwendeten Drahtwendel 44 an die
Lochteilung im zu bindenden Papierblock 29 besser angepaßt werden.
Ferner wird durch diese Maßnahme dem Umstand entgegengewirkt, daß
die Masse des bereits eingezogenen Drahtwendelabschnittes das
Einziehen der nachfolgenden Abschnitte der Drahtwendel 44 und somit die
Bildung der gesamten Drahtwendel 44 immer stärker behindert, da die
Drahtwendel 44 bereits am Wickeldorn 56 dazu neigt, Reibung zu verlieren,
wobei außerdem noch auftretende Fliehkräfte diese nachteilige Wirkung
unterstützen.
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Aufgrund von Steigungsschwankungen der Drahtwendel 44 kann es
passieren, daß die Drahtwendel 44 in unerwünschter Weise von den
Führungswalzen 42, 43 abhebt. Dieses unerwünschten Zustände sind
beispielhaft in den Fig. 5a und b dargestellt. Ist die Steigung zu kurz,
kann es passieren, daß die Drahtwendel 44 an ihrem vorlaufenden Ende
abhebt, wie Fig. 5a zeigt. Ist die Steigung dagegen zu groß, kann es
passieren, daß die Drahtwendel 44 baucht, also an einer Stelle zwischen
ihren Enden von den Führungswalzen 42, 43 abhebt, wie beispielhaft in
Fig. 5b gezeigt ist.
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Um diese nachteiligen Effekte zu verhindern und die Drahtwendel 44
zwangsweise auf ihrer Position in Anlage an die Führungswalzen 42, 43 zu
halten, weisen die Führungswalzen 42, 43 Magneten 58 auf, die im
dargestellten Ausführungsbeispiel in den Führungswalzen 42, 43
angeordnet sind. In jeder Führungswalze 42, 43 ist eine Vielzahl von
Magneten 58 in Reihe in Längsrichtung der Führungswalze hintereinander
angeordnet, wobei sich jeweils zwei benachbarte Magneten 58 mit ihren
gleichartigen Polen gegenüberliegen, wie Fig. 6 erkennen läßt. Durch die
Magnete entsteht ein Magnetfeld, welches eine magnetische
Anziehungskraft auf die Drahtwendel 44 ausübt, wodurch diese in sicherer
Anlage an die Führungswalzen 42, 43 gebracht und somit zwangsweise auf
Position gehalten wird. Selbstverständlich muß zur Erzielung dieses
Effektes die verwendete Drahtwendel 44 aus ferromagnetischem Material
bestehen. Durch die Wirkung der Magnete 58 in den Führungswalzen 42,
43 wird der Drahtwendel 44 genau geführt und findet leichter durch die
Lochreihe des zu bindenden Papierblockes 29 hindurch.
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Wie insbesondere Fig. 6 erkennen läßt, bestehen die
Führungswalzen 42, 43 im dargestellten Ausführungsbeispiel aus
Hohlzylindern, in denen die Magnete 58 in Reihe angeordnet sind. Ferner
besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel die Hülle 42a bzw. 43a der
Führungswalzen 42, 43 aus antimagnetischem Werkstoff.
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Zur Unterstützung der Führung der Drahtwendel 44 kann ferner noch
eine Stegleiste 60 zwischen den Führungswalzen 42, 43 angeordnet sein,
wie Fig. 4 erkennen läßt. Dabei ist der Abstand der Stege entsprechend
der Steigung der Drahtwendel 44 bemessen, so daß die Drahtwendel 44
jeweils von den Zwischenräumen zwischen den Stegen der Stegleiste 60
aufgenommen wird.
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Die in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Führungswalzen 42, 43
besitzen eine rein zylindrische Form mit einer entsprechenden glatten
Mantelfläche. Alternativ ist es aber auch denkbar, mindestens eine
Führungswalze oder beide Führungswalzen 42, 43 mit peripher
umlaufenden Nuten zu versehen, deren Abstand in axialer Richtung
zueinander in Abhängigkeit von der Steigung der verwendeten
Drahtwendel gewählt wird. Eine solche Führungswalze 42' mit voneinander
beabstandeten, peripher umlaufenden Nuten 62 ist in Fig. 7 dargestellt.
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Hier erkennt man, daß der Abstand der Nuten 62 so gewählt ist, daß
die Drahtwendel 44 in die Nuten 62 der Führungswalze 42' eingreift. Die
Nuten 62 haben daher die gleiche Wirkung wie die Stegleiste 60. Demnach
kann die Ausbildung der Nuten 32 anstelle der Stegleiste 60 vorgesehen
sein; alternativ ist es aber auch denkbar, diese Maßnahme zusätzlich zur
Anordnung der Stegleiste 60 vorzunehmen.
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Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die Stegleiste 60 und
die mit den Nuten 62 versehene Führungswalze 42' vorzugsweise
auswechselbar angeordnet sein sollten, um Drahtwendeln 44 mit
unterschiedlicher Steigung verwenden zu können.